棉花栽培学第三节-棉花栽培的生物学基础3课件.ppt

（七）、棉子的发育1.棉纤维的形态与结构（八）、棉纤维的发育（1）形态 成熟棉纤维的外形呈扁平管状，有不规划的扭曲。由基部、中部和顶端三部分组成。（1）长度：海岛棉，33mm以上，最长可达75mm；陆 地棉，2133mm（2）宽度：海岛棉，15m；陆地棉，1820m（3）捻曲度：海岛棉100120个（转/cm）；陆地棉5080个。（2）结构 1.棉纤维结构：成熟纤维的横断面，呈椭圆形或圆形，由许多同心圆组成，可区分5层，角质层、初生壁、次生壁、腔壁和中腔。2.初生壁：纤维的原始细胞，主要由果胶构成，外有蜡质，具有保护作用。3.次生壁：由纤维素淀积而成，腔壁和腔室（二）棉纤维的发育1.纤维原始细胞的分化与突起 在棉花开花前16h 胚珠上有两种不同的细胞，一种是正在分化的纤维细胞，其细胞质和细胞核都较暗，细胞质中含有较多的核糖。另一种是未分化的表皮细胞，细胞较亮。开花当天，正在分化的纤维原始细胞开始向外隆起 第2天棒槌状，第 3天变尖，一般开花后3天生毛细胞伸长可形成长纤维。开花后第4-10 天隆起的表皮细胞，一般发育成为短纤维和短绒。陆地棉纤维长度不足16 mm称为短纤维，3 mm左右的称短绒。（2）纤维伸长期 纤维原始细胞形成以后，经24h，其长度即为宽度的2倍，并形成纤维初生壁。开花后10d内，纤维伸长慢；10d后伸长明显加快；花后25-30d伸长基本停止。合点区的纤维伸长最早，速度最快，种子中部次之，珠孔区的纤维伸长最慢最短。在纤维伸长期间，纤维素沉积重量占总干重的30%。此期对于水分敏感，当田间持水量低于55%，土壤含盐量高于0.4%等都会使纤维伸长受阻。（3）纤维次生壁增厚期 纤维伸长基本结束至裂铃前，历时约2535天。在开花510 天后，纤维素开始在初生胞壁内，向心层层淀积，使胞壁逐渐加厚。在开花后2040天时，胞壁加厚和增重速度最快，淀积量占总淀积量的70%。温度低于21，还原糖可积聚于纤维内，但不能转化成结晶态纤维素，纤维强力将随之降低。温度低于15，棉纤维伸长和次生胞壁增厚均受影响，使小纤维束排列紊乱，孔隙较多，吸湿较快，强度低。（4）脱水成熟期 从裂铃到充分吐絮，历时约一周左右。棉铃开裂、纤维失水干燥，棉纤维缩成扁管状。失水时，顺着时左时右呈螺旋纹转向沉积起来的小纤维束的方向使 纤维形成捻曲。形成捻曲的时期，一般在棉铃呈现裂缝后的34 天。每根纤维捻曲的多少，因螺旋角大小和次生壁厚度而异。成熟良好的纤维，其细胞壁厚、中腔较小，捻曲多。一般海岛棉细长，捻曲多，每厘米约90150转左右；陆地棉的捻曲数，每厘米约5080转，反向1017次。捻曲是棉纤维的优良性 状，但在反向处 附近，也正是纤维易于断裂的薄弱部位。四、蕾铃脱落（一）蕾铃脱落的生物学及其规律1.蕾铃脱落的比例 在蕾铃脱落中，落蕾与落铃的比例，总的趋势是落铃率高于落蕾率，其比例约为3：2。2、蕾铃脱落的日龄 现蕾以后l0一20天的脱落最多，20天以上的大蕾脱落的较少。棉铃开花后38天的幼铃最容易脱落，以35天为最多，10天以上的幼铃很少脱落。3.蕾铃脱落的部位 一般下部果枝蕾铃脱落少，上部果枝蕾铃脱落较多；靠近主茎的蕾铃脱落少，离主茎远的蕾铃脱落多。但密度过大，肥水过多，棉株徒长时，蕾铃脱落部位与上述相反，形成“高、大、空”棉株。4.蕾铃脱落的时期 初花期以前很少脱落，以后逐渐增多，开花盛期达到高峰，以后又逐渐减少。7月下旬一8月上旬开花结铃盛期的脱落数约占总脱落数的56左右。5.不同棉种和品种间蕾铃脱落的差异 陆地棉脱落率最高，中棉次之，海岛棉最低。陆地棉品种间，蕾铃脱落率差异较大，相差高达35左右。（二）蕾铃脱落的原因n 1.生理脱落 环境因素导致生理失调n 2.非生理脱落 病虫害引起的脱落 机械损伤引起的脱落 生理性脱落：80%同化产物供应不足或分配不当，是造成脱落的主要原因。（一）环境因素对蕾铃脱落的影响1.水分n 水分土壤水分不足时，叶细胞浓度加大，叶片的吸水力增强，就从蕾铃中夺取水分，减少了养料向蕾铃的输送，致使蕾铃基部形成离层而脱落，其中尤以蕾、花、幼铃脱落最严重。水分亏缺还有降低光合强，同化产物运输分配受到限制，降低生长素的向基输出，刺激乙烯和脱落酸的合成等间接作用促进脱落。土壤水分过多和温度较高时，常会使肥效发挥过猛，引起棉株徒长和蕾铃营养不足。n 棉田积水会使土壤通气不良，根系的呼吸和吸收受阻，同时 也诱导乙烯和脱落酸的形成。降雨影响受精，尤其是上午降雨和持续降雨影响最大，可造成当日开花的子房90%脱落。n 2.肥料土壤肥力不足。施肥量少，棉株生长瘦弱，根系生长不良，叶面积小，蕾铃因营养不足而脱落较多。棉田肥沃，密度过大，施肥不当，常引起棉株徒长，棉田郁闭，光照不足，光合产物输送到结实器官的少，也会导致蕾铃大量脱落。氮、磷、钾三要素配合不当，也会引起蕾铃的脱落。某些微量元素（硼、锌、锰、钙等）的缺乏也会影响棉花生殖器官的发育，而导致蕾铃脱落。3.光照 长期阴蔽的棉田，棉株中、下部受光量弱，蕾铃往往大量脱落。光照不足可以从多方面引起蕾铃脱落，主要是使棉叶的光合速率下降，影响生殖器官的发 育，花粉发育不良，妨碍授粉和受精作用。4.温度 高温妨碍棉叶光合作用的正常进行，并提高了呼吸强度，有机养料消耗过多致花药不能正常开裂，甚至出现不育花粉。过低的温度也会抑制棉株的代谢作用和引起花粉发育不良而引起脱落。（二）蕾铃脱落的内因1.内源激素失调 吲哚乙酸 正常受精发育的幼铃胚中含有吲哚乙酸，铃壳则含有抑制生长物质，在开 花后的27 天内吲哚乙酸呈缓慢上升趋势。如果吲哚乙酸合成和运输受阻，就会造成脱落。体外供应吲哚乙酸有保铃作用。乙烯（ETH）脱落幼铃的乙烯释放量常常数倍于正常幼铃。微量乙烯 体外熏蒸就会使全部蕾和幼铃脱落。乙烯的产生和生长素运输能力的降低是相伴随 而发生的。干旱、渍涝、高温、冻害、病虫都可以刺激乙烯的产生而增加脱落，特别是蕾和幼铃的脱落。落酸（ABA）脱落幼铃比正常幼铃的ABA含量高24 倍。在干旱条件下幼铃和离层中吲哚乙酸含量降低，脱落酸含量提高1.33.5倍。体外施用ABA会强烈促进脱落。激素的平衡作用 棉花各种内源激素，在脱落过程中都起着一定的作用，同时又是相互影响的。如吲哚乙酸含量或运输能力的降低相伴着脱落酸和乙烯含量成倍增长，说明激素间的平衡状态影响蕾脱落。2.养分供应不足或分配不当 徒长棉株同化产物大量消耗在营养生长上，运向生殖器官的量较少，故而中下部大量脱落。大铃大蕾 花 小蕾。开花后的幼铃（28日）吸收养分的能力较弱，常因养分供 应不足而脱落。（三）减少蕾铃脱落的途径 首先要选用结铃性强丰产、抗病、优质品种。根据棉花的生长发育规律和环境变化情况采取合理密植，建立合理的群体结构 合理运筹水肥、合理整枝和恰当的化学调节等手段去协调营养生长与生殖生长，个体和群体的矛盾，建立一个高光效的群体，减少荫蔽，改善田间光照条件，提高光能利用率，从而减少蕾铃脱落。调节好营养生长与生殖生长的关系 主要针对肥沃棉田，这类棉田容易出现徒长。应通过肥水、中耕、整枝和使用生长调节物质等综合栽培措施，协调好营养生长与生殖生长的关系，使有机养分分配合理，减少蕾铃脱落。加强病虫害的综合防治，把病虫害所引起的蕾铃脱落减少到最低限度。五、棉花的产量结构 单位面积总铃数 平均单铃重：单个棉铃籽棉的重量，一般用g表示。衣分：纤维占籽棉重量的百分比（%）。皮棉（kg/hm2）=单位面积总铃数（个/hm2）平均单铃重(g)衣分(%)/1000 三因素中，除衣分主要受遗传特性支配而变化较小外，总铃数、铃重都容易受环境的影响，变化较大。单位面积总铃数=株数 单株单株成铃数 对立统一、合理密植，安排好行株距。高产田667m 2的总铃数可达89万个，低产田只有23万个，每单位面积总铃数和产量可相差4 5 倍。n 良种n 品种n 地力和施肥量n 水分n 种植密度和行株距配置n 季节、打顶时间、病虫防治和棉株长势 一般中、晚熟品种单株的结铃潜力比早熟品种大。所以无霜期长的地区，都采用中、晚熟品种，以充分利用较长的有效结铃期；无霜期短的地区，有效结铃期也短，应采用早熟品种，密植，密、早、矮配套技术，增结总铃数。在打顶时间上，适时打顶的比过早、过迟打顶的总铃数多。在病虫防治上，防治准确、及时的总铃数多。在棉株长势上，以生长正常的比旺长、早衰的单位面积总铃数多。2铃重 陆地棉的单铃重一般为46g，大铃品种为 79g，小铃品种为 34g。铃重除受品种遗传特性的影响外，在同一品种同一棉株的不同部位，棉铃大小亦有差别。不同成熟时期的铃重差异也很大，在正常情况下，中熟陆地棉的铃重可达5g以上，但在早衰或霜后迟熟的棉铃，其铃重可减少到3g 左右，甚至只有1.5g 左右。3.衣分 36%-40%，主要由遗传因素决定，栽培措施也有一定的作用。（三）棉花的生育进程与产量形成的关系1把产量形成的主要时期置于最佳的时空环境。这是在特定环境下获得高产、优质、低成本的基本原则。长江上游棉区7月上旬至8月中旬是最佳结铃期，长江中游棉区7月中旬至8中旬，长江下游棉区以7只下旬至8月下旬较为适宜。2个体和群体必须协调。个体生产力是群体生产力的基础，但不存在直线关系。个体和群体的矛盾是支配棉田光一光生物学状况的关键因素。3.协调好营养生长和生殖生长的关系。实现营养生长向生殖生长的顺利过渡。棉纤维品质指标n 棉花纤维的品质主要是指棉花纤维的物理和机械性能。n 棉花纤维的品质指标主要有：纤维长度 纤维强度 纤维细度 纤维成熟度。（1）纤维长度纤维长度指纤维伸直时两端之间的长度，用毫米表示。平均长度：试样中各组纤维长度按重量计算的加权平均长度。它主要用来比较原棉长度集中趋势和差异情况。主体长度：棉样中各组纤维长度中重量最大的一组纤维的长度，也称为众数长度。主体长度是棉花商品的代表长度，据此定级作价。品质长度：即棉样中长于主体长度的各组纤维长度的重量加权平均长度。品质长度决定原棉可纺纱支数，能代表纤维长度的使用价值。长度整齐度：纤维长度整齐度有多种表示法，国际上通常用纤维长度读数照影仪测得的50%跨距长度与2.5%跨距长度的比值乘以100来表示。一般认为42以下为很低；4243为低；4445为中等；4647为高；47以上为很高。（2）纤维比强度 纤维比强度是指纤维的相对强力，定义为每单位线密度的断裂负荷。数值上等于纤维束断裂负荷（gf或CN）与纤维细度（tex）的比值。一般说来，2021gf/tex为低强力纤维，2223gf/tex为中强力纤维，2425gf/tex为强力纤维，25gf/tex为高强力纤维。（3）纤维细度 纤维细度的直接含义就是纤维的粗细程度。这是一个在国际市场上广泛使用的内在质量指标。表示细度的方法有二个：马克隆值：即每英寸单纤维长度的微克数。一般用气流仪测得。国际棉花贸易中，陆地棉的马克隆值在3.54.9为正常，相当于公制支数72575184.特克斯（Tex）：是指纤维1000米长度的重量（克）。纤维成熟度指纤维细胞壁加厚及纤维素在细胞中沉积的程度，用成熟系数表示。纤维细胞中腔的宽度和纤维胞壁厚度的比值越小，成熟系数越大，纤维愈成熟。一般陆地棉的成熟系数在1.52.5之间，以在1.75左右较好。（4）纤维成熟度。